Khoảng 4,5 tỷ năm trước, các nhà khoa học đưa ra giả thuyết rằng Trái đất đã trải qua một tác động lớn với một vật thể có kích thước sao Hỏa (tên là Theia). Theo giả thuyết tác động khổng lồ, vụ va chạm này đã đặt một lượng mảnh vụn đáng kể vào quỹ đạo, cuối cùng kết lại để tạo thành Mặt trăng. Và mặc dù Mặt trăng vẫn là vệ tinh tự nhiên duy nhất của Trái đất kể từ đó, các nhà thiên văn học tin rằng Trái đất thỉnh thoảng chia sẻ quỹ đạo của nó với các mặt trăng nhỏ.
Đây thực chất là những tiểu hành tinh nhỏ và di chuyển nhanh, phần lớn tránh được sự phát hiện, chỉ có một đã được quan sát cho đến nay. Nhưng theo một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà khoa học quốc tế, việc phát triển các thiết bị như Kính thiên văn Khảo sát khái quát lớn (LSST) có thể cho phép phát hiện và nghiên cứu. Điều này, đến lượt nó, sẽ giới thiệu các nhà thiên văn học và các nhà khai thác tiểu hành tinh với những cơ hội đáng kể.
Nghiên cứu chi tiết những phát hiện của họ gần đây đã xuất hiện trong Biên giới trong thiên văn học và khoa học vũ trụ dưới tiêu đề Min Earth Earth Minimoons: Cơ hội cho Khoa học và Công nghệ. Nghiên cứu được dẫn dắt bởi Robert Jeeske, một nhà nghiên cứu từ Đại học Hawaii tại Manoa, và bao gồm các thành viên của Viện nghiên cứu Tây Nam (SwRI), Đại học Washington, Đại học Công nghệ Luleå, Đại học Helsinki và Đại học Rey Juan Carlos.
Là một chuyên gia về các hệ mặt trời, Jeeske đã dành sự nghiệp của mình để nghiên cứu quỹ đạo và phân bố kích thước của các quần thể tiểu hành tinh - bao gồm Vành đai chính và Vật thể gần Trái đất (NEO), Nhân mã, Vật thể xuyên sao băng (TNOs), sao chổi và các vật thể liên sao. Vì lợi ích của nghiên cứu, Jeeske và các đồng nghiệp đã tập trung vào các vật thể được gọi là quỹ đạo bị bắt tạm thời (TCO) - aka. mặt trăng nhỏ.
Đây thực chất là những khối đá nhỏ - được cho là có đường kính lên tới 1-2 mét (3,3 đến 6,6 feet) - tạm thời bị ràng buộc bởi hệ thống Mặt trăng Trái đất. Quần thể vật thể này cũng bao gồm những con ruồi bị bắt tạm thời (TCF), các tiểu hành tinh bay trên Trái đất và thực hiện ít nhất một cuộc cách mạng của hành tinh trước khi thoát khỏi quỹ đạo hoặc đi vào bầu khí quyển của chúng ta.
Như Tiến sĩ Jeeske đã giải thích gần đây Khoa học hàng ngày phát hành tin tức, những đặc điểm này là những gì làm cho các mặt trăng nhỏ đặc biệt khó quan sát:
Mặt trăng nhỏ của hoàng tử nhỏ, di chuyển trên bầu trời nhanh hơn nhiều so với hầu hết các khảo sát tiểu hành tinh có thể phát hiện. Chỉ có một minimoon đã được phát hiện trên quỹ đạo Trái đất, vật thể tương đối lớn được chỉ định 2006 RH120, đường kính vài mét.
Vật thể này có đường kính vài mét, được phát hiện vào năm 2006 bởi Catalina Sky Survey (CSS), một dự án do NASA tài trợ được hỗ trợ bởi Chương trình quan sát vật thể gần trái đất (NEOO) dành riêng cho việc khám phá và theo dõi Trái đất Tiểu hành tinh (NEA). Mặc dù đã có những cải tiến trong thập kỷ qua về kính viễn vọng và máy dò mặt đất, nhưng không có TCO nào khác được phát hiện kể từ đó.
Sau khi xem xét mười năm nghiên cứu về mặt trăng nhỏ, Jeeske và các đồng nghiệp đã kết luận rằng công nghệ hiện tại chỉ có khả năng phát hiện những vật thể nhỏ, di chuyển nhanh này một cách tình cờ. Điều này có thể sẽ thay đổi, theo Jeeske và các đồng nghiệp của ông, nhờ sự ra đời của Kính thiên văn Khảo sát khái quát lớn (LSST), một kính viễn vọng trường rộng hiện đang được chế tạo ở Chile.
Sau khi hoàn thành, LSST sẽ dành mười năm để điều tra những bí ẩn của vật chất tối và năng lượng tối, phát hiện các sự kiện thoáng qua (ví dụ như novae, siêu tân tinh, vụ nổ tia gamma, thấu kính hấp dẫn, v.v.), lập bản đồ cấu trúc của Dải Ngân hà và lập bản đồ các vật thể nhỏ trong Hệ mặt trời. Sử dụng các kỹ thuật xử lý dữ liệu và quang học tiên tiến của mình, LSST dự kiến sẽ tăng số lượng NEA và Đối tượng vành đai Kuiper (KBO) được xếp vào danh mục từ 10 đến 100.
Nhưng như họ chỉ ra trong nghiên cứu của mình, LSST cũng sẽ có thể xác minh sự tồn tại của TCO và theo dõi đường đi của chúng quanh hành tinh của chúng ta, điều này có thể dẫn đến các cơ hội khoa học và thương mại thú vị. Như Tiến sĩ Jeeske đã chỉ ra:
Mặt trăng mini có thể cung cấp các thử nghiệm khoa học và công nghệ thú vị trong không gian gần Trái đất. Các tiểu hành tinh này được đưa tới Trái đất từ vành đai tiểu hành tinh chính giữa Sao Hỏa và Sao Mộc thông qua các tương tác hấp dẫn với Mặt trời và các hành tinh trong hệ mặt trời của chúng ta. Thách thức nằm ở việc tìm kiếm những vật thể nhỏ này, mặc dù chúng ở rất gần.
Khi nó được hoàn thành trong một vài năm, người ta hy vọng rằng LSST sẽ xác nhận sự tồn tại của các mặt trăng nhỏ và giúp theo dõi quỹ đạo của chúng xung quanh Trái đất. Điều này sẽ có thể nhờ vào gương chính của kính viễn vọng (có kích thước 8.4 mét (27 feet)) và camera 3200 megapixel của nó - có tầm nhìn cực lớn. Như Jeeske giải thích, kính viễn vọng sẽ có thể bao phủ toàn bộ bầu trời đêm hơn một lần một tuần và thu thập ánh sáng từ các vật thể mờ.
Với khả năng phát hiện và theo dõi những vật thể nhỏ, nhanh này, các sứ mệnh giá rẻ có thể trở thành mini Moons, đây sẽ là một lợi ích cho các nhà nghiên cứu muốn tìm hiểu thêm về các tiểu hành tinh trong Hệ Mặt trời của chúng ta. Như Tiến sĩ Mikael Granvik - một nhà nghiên cứu từ Đại học Công nghệ Luleå, Đại học Helsinki và là đồng tác giả của bài báo - đã chỉ ra:
Hiện tại, chúng tôi không hiểu gì về các tiểu hành tinh được tạo ra. Các nhiệm vụ thường chỉ trả lại một lượng nhỏ vật chất cho Trái đất. Thiên thạch cung cấp một cách gián tiếp để phân tích các tiểu hành tinh, nhưng bầu khí quyển Trái đất phá hủy các vật liệu yếu khi chúng đi qua. Các mặt trăng nhỏ là mục tiêu hoàn hảo để mang về những khối vật chất thiên thạch quan trọng, được che chắn bởi một tàu vũ trụ, sau đó có thể được nghiên cứu chi tiết về Trái đất.
Như Jeeske chỉ ra, khả năng thực hiện các nhiệm vụ chi phí thấp cho các vật thể có chung quỹ đạo Trái đất cũng sẽ được quan tâm đối với ngành khai thác tiểu hành tinh đang phát triển. Ngoài ra, chúng còn mang đến khả năng gia tăng sự hiện diện của loài người trong không gian.
Một khi chúng ta bắt đầu tìm kiếm các mặt trăng nhỏ với tốc độ lớn hơn, chúng sẽ là mục tiêu hoàn hảo cho các nhiệm vụ vệ tinh, ông nói. Chúng tôi có thể triển khai các nhiệm vụ ngắn và do đó rẻ hơn, sử dụng chúng làm thử nghiệm cho các sứ mệnh không gian lớn hơn và tạo cơ hội cho ngành khai thác tiểu hành tinh còn non trẻ thử nghiệm công nghệ của họ. và sao chổi - và tôi thấy các mặt trăng nhỏ là bước đệm đầu tiên trong chuyến đi đó.
